煤矿井下单轨吊机车辅助运输系统的研究

孙 志

（山西霍尔辛赫煤业有限责任公司， 山西 长治 046600）

1 单轨吊机车的适用条件

单轨吊机车是通过人员操作，将材料装备等悬挂在顶板或者运输机车上的设备。主要分为柴油机单轨吊、蓄电池单轨吊及吊绳引单轨吊等。其中柴油机单轨吊、蓄电池单轨吊相对灵活一些，绳索单轨吊需要大量的绳索，不能进入到岔道中，相对较为复杂。

单轨吊整体爬坡较大，相对水平及斜角运输能够更方便。当有斜角巷子运输的时候，坡度会在18°；绳索的单轨吊坡度会在25°，也有部分坡度在45°。而最大限度的质量输送在30 t 以上，最小的平面曲率直径为8 m。

蓄电池单轨吊受到蓄电池本身个体的大小影响，使得蓄电池的单轨吊车的整体功率相对偏小，本身的质量较大，所以较适用于很多牵引力小、功率要求大、通风相对较差的巷道进行人员及材料的运输。柴油机在运行过程中会产生难闻的气味及一些烟雾，所以，在运行巷道就需要一定的排风道对稀有的有害气体进行排放。例如：一台66 kW 柴油机在巷道上排风量至少要在300 m3/min 左右。

2 单轨吊机车辅助运输的适用条件

无论哪种单轨吊机车在运输过程中对于运距的长短、运量的大小，都要求有一定悬挂结构及轨道本身的特性及巷道各部件、辅助和配套部件相互组成较为互搭的配套系统。所以要满足在运输过程中巷道及坡度面的整体环境条件、要有配套的主机及辅助装备、要有可靠的巷道支撑物及轨道吊挂机制、要有合理的运输设备及想到布置辅助装置。

3 单轨吊机车的相关参数

最大负荷能力为48 t；最大运行时速为2.5 m/s；牵引力为70～270 kN；最大爬坡角度为35°；适应转弯直径为5 m（水平方向）和11 m（垂直方向）。技术特点：可以不受巷道自身条件的局限性及影响性；当爬坡度到35°时，能够在起伏坡度较大、几弯道较大的情况下进行运输；对于特点较为明显的导向轮的设计，保证机车在运行过程中不掉道及不打滑；独立的紧急制动系统用来保证机车在较为危险的情况下安全运作。对于重负荷、迅速输运等需进行具体实现，减少在此过程中替换较多的换装环节，实现人员、物料在井口进行连续承载输送的目的。尤其对于煤矿井下工作，在切换工作面上的表现尤为突出，可以减少在普遍运输过程中出现的种种问题。

4 单轨吊机车辅助运输系统组成与功能

4.1 机车

单轨吊主要是利用四缸四冲的直喷射柴油机，具有较为合理的尺寸及基础结构，总体上来说具有低耗、低噪音、维修简单的特点。整个发动机主要是利用曲轴连杆的发动系统，旋涡式的增压进行排气与进气系统，对于恒温冷却系统是带有双重过滤燃油系统及喷射泵的机型，再捎带有齿轮泵及润滑过滤系统。整体运作功率在140 kW 左右，耗油量在200～210 g/kWh 之间。

机车的主要运行是利用液压启动及传动系统。对于液压气动系统主要应用的是双蓄器、启动系统、液压表及启动器等。蓄能服务器需要提供一定的动能原动力，液压表就是要监控蓄能器，启动机制主要用于启动机，马达的驱动就是要利用柴油机飞轮；液压系统主要是利用变量轴向着主内泵及马达塞等组合。通过变量轴转动进行驱动，由电磁阀与液控阀系统进行压力油的流量和压力缓冲。

机车的电子控制系统主要由发电系统、控制箱、电闸等器械组合而成。主要通过发电机进行电源输送，再由控制箱进行更为深入的信号控制，由操作箱进行实际操作，通过手柄控制前后方向，再由电闸进行对液压系统监控，当显示器中出现数据故障报修问题时，编码器要对监测器材的速率进行考察，从温度、压力等传感器测绘系统的不同压力值及温度值，对出现的问题进行维修与看护。

以防止机车出安全问题为基本准则，在机车上安装适当的瓦斯测试仪。瓦斯监控系统可以对矿井下的瓦斯含量进行检测。当瓦斯含量超过正常指标时，就要对瓦斯测绘仪装置发出的信号进行紧急刹车，但是不能重启，直到瓦斯浓度符合了重启机器的要求，其中瓦斯测绘仪是由单独的控制面板及电源构成。

4.2 提升梁

根据输送的物质不同，配置不同型号的提升梁。提升梁可分为分重型、轻型梁两种，机车所提供的液态压力单元是提升梁重要的一部分。真正的提升梁是由马达齿轮、闸门、提升链及梁体等几个部分组成。

重型梁主要是利用吊运设备，与以往的提升机相比可以有效提升约21～48 t；轻型梁主要是运输较轻的货物，与以往的提升机相比可以有效提升约5～9 t。这两种提升梁是具有操作简洁、提升速率较快的特点。

4.3 轨道

依据不同的情况选择两种不同的轨道。轻型轨道主要是运送较为普遍的货物，而重型轨道是要进行承载量较大的运输。

对于轨道的挂臂方式可依据顶板的情况及环境而设定。巷道的顶板主要是由锚杆悬挂的方式，这是在顶部为岩石的情况下，当质地为煤层或者质地较为松软的情况下要进行锚索悬挂的方式，轻型梁与重型梁的悬挂方式不一样，轻型为单链悬挂，重型的为双链悬挂。

轨道的连接方式一般有两个形式，一是法兰板的连接，另一个是搭扣连接的方式。在弯道处采用法兰板进行连接，在直搭的道上进行搭扣连接方式。

5 结语

使用单轨吊进行运输的方式来取代传统的绞车进行运输，这对巷道的坡变、使用范围、灵活性、安装操作方式都是有一定要求的。在很多企业中使用这样的地轨系统，给未来的设备在技术和创新上提供较好的理论基础，也为今后在维修设备上减少一定的麻烦，利于提升经济效益。